İnsanların Mars'a gidip geri dönmesi neden zor?
Mesaj bırakın
Mars'a gidip gelmek, insanlığın şimdiye kadar düşündüğü en karmaşık zorluklardan biridir. Robotik görevler başarılı olsa da, insan göndermek daha da zorluk katıyor. Son zamanlarda hipergolik itici gazlardan (hidrazin ve nitrik asit gibi) bahsedilmesi aslında roket teknolojisiyle bağlantılıdır-bu önemli bir parçadır, ancak bu sadece bir kısımdır. İşte bu yüzden mürettebatlı bir Mars gidiş-dönüş yolculuğu bu kadar göz korkutucu.
1. Mesafe ve Seyahat Süresi
Mars ortalama olarak yaklaşık140 milyon mil (225 milyon km)Dünya'dan. Optimum hizalamada bile (ki bu yaklaşık olarak her 26 ayda bir gerçekleşir), tek yönlü bir geçiş6–9 aymevcut itiş gücünü kullanıyor.
Toplam görev süresimuhtemel2–3 yıl(Mars'ta geçirilen süre ve dönüş dahil).
Ay'ın (3 gün uzakta) aksine, hızlı bir kurtarma veya iptal seçeneği yoktur.
2. Tahrik ve Uzay Aracı Boyutu
Bir mürettebat, yaşam alanı, iniş sistemleri ve Mars'a geri dönüş aracı almak için daha önce uçulanlardan çok daha büyük bir uzay aracına ihtiyacımız var.
Kimyasal roketler(hipergolik yakıt kullananlar gibi) güvenilirdir ancak verimliliği sınırlıdır. Aracı yörüngeye oturtmak veya halen geliştirilmekte olan gelişmiş itici gücü (nükleer termal, elektrik) kullanmak için muhtemelen birden fazla fırlatmaya ihtiyacımız olacak.
Mars'a inişyanıltıcıdır: Atmosfer aşırı ısınmaya neden olacak kadar kalın, ancak paraşütlerin tek başına büyük bir aracı yavaşlatması için çok ince. Süpersonik geri itiş gücüne ihtiyacımız var-ağır bir yükü yavaşça indirmek, gemide insanlar varken daha önce hiç yapılmamıştı.
Mars'tan yükselişMars'ın yerçekiminden (Dünya'nın yaklaşık %38'i) kaçabilecek kadar güçlü, ancak yıllar önce teslim edilebilecek kadar küçük bir roket gerektirir. O roketin aylarca yüzeyde işlevsel kalması gerekiyor.
3. Yaşam Desteği ve Malzemeleri
4-6 kişilik bir mürettebata ihtiyaç vargıda, su, oksijen ve atık yönetimineredeyse üç yıldır ikmal olmadan.
Mevcut ISS sistemleri normal kargo gemilerine dayanmaktadır. Mars için her şeyin ya Dünya'dan taşınması ya da sahada üretilmesi gerekiyor (yerinde kaynak kullanımı, ISRU).
Su geri dönüşümüVekapalı döngü yaşam desteği%100'e yakın güvenilirliğe ulaşmalıdır-nakliye sırasında meydana gelebilecek bir arıza ölümcül olabilir.
4. Radyasyon
Astronotlar, Dünya'nın koruyucu manyetik alanının ötesinde iki ana radyasyon kaynağına maruz kalır:
Güneş parçacığı olayları– Güneşten gelen yüksek enerjili parçacıkların öngörülemeyen patlamaları.
Galaktik kozmik ışınlar– Güneş sisteminin dışından gelen sürekli, oldukça nüfuz edici radyasyon.
Mars'a gidiş-dönüş yolculuk astronotları açığa çıkarabilirmevcut kariyer sınırlarının üzerindeki radyasyon dozlarıyaşam boyu kanser riskini artırıyor. Koruma ağırdır; uygulanabilir bir çözüm (örn. su koruması, hızlı geçiş süreleri veya aktif koruma) halen geliştirilmektedir.
5. Mikro Yerçekimi ve İnsan Sağlığı
Uzun süreli ağırlıksızlık kas atrofisine, kemik yoğunluğu kaybına, görme değişikliklerine (kafatasındaki sıvı değişimleri nedeniyle) ve potansiyel bağışıklık sistemi sorunlarına neden olur.
Astronotlar Ay'da yalnızca birkaç gün kaldılar. Bir Mars mürettebatı, yerçekiminin Dünya'nın yalnızca %38'i olduğu Mars'ta sıfır yerçekimi (transit) artı zaman içinde bir yıldan fazla zaman harcayacaktır.
Yapay yerçekimi(örneğin, dönen uzay aracı bölümleri) bunu hafifletebilir, ancak henüz hiçbir uzay aracı böyle bir sistemle uçmamıştır.
6. Psikolojik ve Sosyal Faktörler
Tecrit, izolasyon ve iletişim gecikmeleri görevi psikolojik olarak aşırı hale getiriyor.
İletişim gecikmesiarasında değişir4 ila 24 dakikagezegensel hizalamaya bağlı olarak tek yönlü. Gerçek zamanlı konuşma imkansızdır; mürettebat yüksek özerklikle çalışmalıdır.
Görev kontrolünden anında destek yok, mahremiyet yok ve yıllardır aynı küçük ekip. Bu kadar uzun süre hiçbir girişimde bulunulmamıştı.
7. Hassas İniş ve Geri Dönüş
Giriş, iniş ve inişMars'ta yaşanan olay robotlar için bile "yedi dakikalık terör" olarak biliniyor. İnsanlar için, önceden konumlandırılmış malzemelerin ve geri dönüş aracının yakınına kesin doğrulukla inmemiz gerekiyor.
Mars'tan fırlatmaDünya'ya dönüş yörüngesiyle buluşmak için tam olarak zamanlanmış olmalı. Tırmanma aracı arızalanırsa yedek yoktur.
8. Yerinde Kaynak Kullanımı (ISRU)
Görevi mümkün kılmak için muhtemelen şunları yapmamız gerekiyor:Mars'ta yakıt üretmek(örneğin, Mars'taki CO₂ ve su buzundan metan elde etmek için Sabatier reaksiyonunun kullanılması). Bu teknoloji hiçbir zaman başka bir gezegende bu ölçekte sergilenmedi.
9. Maliyet ve Siyasi İrade
İnsanlı bir Mars misyonunun maliyeti tahmin ediliyoryüz milyarlarca dolaronlarca yıldır. Bu taahhüdün birden fazla idare ve uluslararası ortaklıkta sürdürülmesi, teknik olduğu kadar siyasi bir zorluktur.
Roket Bağlantısı
Daha önce hipergolik itici gazlardan (nitrik asit + hidrazin) bahsetmiştiniz. Bunlar bazı uzay araçlarında (örneğin, iticilerin manevrası için) kullanılsa da, bir Mars misyonunda muhtemelen kullanılacaktır.metan/LOXveyahidrojen/LOXana itici güç olarak kullanılıyor çünkü daha iyi performans sunuyorlar ve Mars'ta üretilebiliyorlar. Hipergolik maddeler zehirli ve aşındırıcıdır, bu da onları kullanım güvenliğinin çok önemli olduğu mürettebatlı araçlar için daha az ideal hale getirir.
Özet
Zorluk tek bir sorun değil-önemli olanentegrasyonhepsinden:
İnsanları yıllarca güvenle taşıyabilecek bir araç
Radyasyon ve mikro yerçekimine karşı koruma
Güvenilir yaşam desteği ve yüzey sistemleri
Başka bir dünyaya inme, yaşama ve fırlatma yeteneği
Hepsi toplumun sürdürebileceği bir bütçe ve zaman çizelgesi dahilinde
Bunları parça parça çözüyoruz (örneğin, Artemis'ten Ay'a yolculuk, bir deneme alanı olarak hizmet ediyor), ancak mürettebatlı bir Mars gidiş-dönüş yolculuğu, mühendislik ve dayanıklılığımızın nihai testi olmaya devam ediyor.
